Учебник - КШО - Живов (1031225), страница 78
Текст из файла (страница 78)
Если возникает потребность нанести удар, штамповщик при подходе их к КВП резко нажимает педаль, осуществляя единичный ход вниз. Важно то, что ни в первом, ни во второмслучаях в момент нажатия на педаль нет отрицательного перепада давленийв верхней полости цилиндра и подводящей трубе. Поэтому движение поршнявниз совершается вплоть до начала мятия под действием номинального давления свежего пара, и падающие части развивают, как это и требуется, максимальную скорость.Для расчета числа ударов в единицу времени, расхода энергоносителя, КПДпресса и других характеристик особый интерес представляют единичные хода сполной энергией удара, непрерываемые циклами качаний.Чтобы составить предположительные индикаторные диаграммы рабочихпроцессов в верхней и нижней полостях цилиндра, необходимо соответствующим образом соединить индикаторные линии верхнего и нижнего пара при первом холостом ходе вверх и единичном ходе вниз.Индикаторная линия нижнего пара при ходе вверх полностью соответствуеттаковой для первого холостого подъема.
Индикаторную линию выпуска нижнегопара при ходе вниз уточним, исходя из следующих соображений. В КВП давлениенижнего пара равно/Р^^^, И ДЛЯ ХОЛОСТЫХ ХОДОВ МЫ принимали возможность пере411Раздел IV. МОЛОТЫпада в 0,05 МПа при реверсе движения (см. рис. 17.7). При единичном ходе вследствие подъема золотника от педали проходное сечение верхних окон увеличивается - перепад возрастает до 0,075 МПа и выпуск нижнего пара происходитпри меньшем торможении с давлением, определяемым согласно формуле (17.8).Индикаторная линия верхнего пара при подъеме падающих частей такжеполностью соответствует таковой для первого холостого хода вверх, а для ходавниз ее можно построить на основании следующих соображений.
Парораспределение в паровоздушных штамповочных молотах устроено так, что при нанесении полных единичных ударов верхние окна остаются максимально открытыми до начала мятия и только затем их перекрывает полка золотника,опускающегося автоматически под действием кинематических связей междуним и бабой. Поскольку проходные сечения окон дросселя оказываются наполовину меньше проходных сечений верхних окон золотника, то мятие пара начинается именно в дросселе. ПоэтомуПри неизменной движущей силе легко определить путь, пройденный поршнем при равноускоренном движении от КВП (рис. 17.8, точка а) до началамятия (точка а^):21м^т2^ Ун^ мятmv^,2Р„где Рн1 - движущая сила на этом участке хода вниз; j \ - ускорение поршняпри входе вниз.У'НтУхв ^т__а'а'а1^1^Ь',dc>е1^II''^иНтФо^тНщ"^КНП^КВП^Рис.
17.8. Индикаторные линии верхнего пара при рабочем ходе412Глава17. Термомеханический расчет паровоздушных молотовПоскольку при полном единичном ударе впуск продолжается на протяжении всего хода вниз, то у' = 1 иИндикаторные диаграммы единичного хода с полным ударом показанына рис. 17.9, где замкнутая кривая 1 обозначает изменение параметров верхнего,а кривая 2 - нижнего пара.Согласно балансу работ всех сил, эффективная энергия полного единичного удараОгде Рд - активная сила верхнего пара, постоянная на участке аЪ'^, равная pFи изменяющаяся от точки а'^ до конца хода вниз по закону адиабатического расширения:Рп=/нПосле интегрирования и преобразований получаемL,=[pFj^,+pF(<p,+y^Jlnk;-p,aF-^0,9G-p,(l-a)F]H^,где А:;=(фо+1)/(фо+У;,в)Если штамповщик уменьшит нажатие на педаль, то золотник подниметсяменьше и при ходе падающих частей вниз, опускаясь от сабли, перекроет верх-кнпквпРис.
17.9. Индикаторная диаграмма рабочего хода с полным ударом413РазделIV. МОЛОТЫние и нижние окна. Появятся периоды расширения верхнего пара и сжатия нижнего. В результате работа верхнего пара уменьшится, а противодавление нижнего - возрастет. При этом движение падающих частей молота вниз замедлитсяи удар будет неполным.17.9. Скорости движения и число ударов молотаЕсли на каком-либо участке падающие части перемещаются под действиемпостоянной движущей силы, то рассчитать время хода бабы нетрудно, поскольку ускорение неизменно. Например, рассмотрим первый холостой ход вверх приподъеме падающих частей штамповочного молота.
Поскольку отрезок индикаторной линии для верхнего пара в начале хода вверх (рис. 17.10) обычно меньшеотрезка у^н^т Д-^^ нижнего пара, когда давление его начинает падать, то на участке (1-у'-|3')Я^ движение равноускоренное от КПП и совершается под действием силы Рв1 = const. Следовательно,^-.22та время движения^ _в1\2m{\-i-^')H„\рИ падающие части в конце участка достигнут скоростиVтПри переменном давлении энергоносителя движение падающих частей описывается нелинейными дифференциальными уравнениями, по которым можнорассчитать скорости и время движения.Для приближенных расчетов v и / по адиабатам предположительных индикаторных диаграмм применяют графоаналитические методы.
Для этоговычерчивают в достаточно крупном масштабе индикаторные линии верхнегои нижнего пара (например, для хода вверх), а оставшийся путь (у'+Р')Я^падающих частей до КВП делят на 10 равных участков. Согласно законусохранения энергии, положительное или отрицательное приращение работыА^^ внешних сил на любом участке к вызывает равное увеличение илиуменьшение уровня кинетической энергии падающих частей AL^. Работувнешних сил на участке к с допустимой точностью, обусловленной заменой4МГлава17. Термомеханический расчет паровоздушных молотовКНПКВПРис. 17.10. Индикаторные линии верхнего пара при ходе вверхкривой индикаторного давления р =f{H)определить по формулелинейной зависимостью, можноА Л = ОД(у'+р')Я„[/'з.ср-^в'.ср-1ЛС + /7о(1-сх)Л,где Рв ср ~ осредненная сила, зависящая от среднего давления нижнего параг\Р k' Р Jc-4-\i-fна рассматриваемом участке, Р^^^р^—^^-^aF\ р,^, pi^+^ - индикаторноедавление нижнего пара соответственно в начале и в конце участка; Р^ ^^ - осредненная сила противодавления верхнего пара, Р^^^--^'Рк^ Ркк+\индикаторное давление верхнего пара соответственно в начале и в конце рассматриваемого участка.
Однакооткуда скорость в конце участка2ААЧ+]'- + vlтТочно так же по индикаторным линиям верхнего и нижнего пара при полном единичном ударе можно рассчитать скорости при ходе вниз.415РазделIV. МОЛОТЫПренебрегая изменением ускорения на участке 0,1('/+рОЯ^, что вполне допустимо, поскольку участков достаточно много и ошибка будет совсем небольшая, считаем движение от / 4 ^ ^к+\ равноускоренным. Тогда по известномуиз механики соотношениюОД(у' + р ' ) Я „ = ^ К + у , , , ) ^ ,определяем_ (у'+Юя„hВремя хода вверх10Время хода вниз до удара падающих частей в КНП101Время одного цикла движения вниз-вверх t^^^, если опустить чрезвычайномалое время самого удара,^дв.х ~ ^в'^н*Число ударов молота в минуту находим по рассчитанному времени одногодвойного хода (без учета длительности пауз):п=60.^дв.хПолученное число ударов в минуту является номинальным показателем.17.10.
Коэффициент полезного действияпаровоздушного молотаПотери при трансформации тепловой энергии пара, внесенной в цилиндрмолота, в кинетическую энергию его падающих частей обусловлены особенностями протекающих термодинамических процессов. Для тепловых машин, работающих при минимальном противодавлении выпуску отработавшего пара,термический КПД (см. формулу (17.4)) невысокий - Г|^ = 0,10...0,14.Молоты работают в исключительно нестабильных режимах: циклы холостых качаний, удары с различной энергией (от самой низкой до максимальной),416г л ава 17. Термомеханический расчет паровоздушных молотовтеплообмен с внешней средой.
Потери энергии такого рода учитывает относительный КПДЛотн-0,325...0,375.Движению падающих частей препятствует трение скольжения, вызываярасход энергии. Эти потери учитывает механический КПДЛмех-0,8...0,9.Суммарные потери энергии в термомеханической системе характеризуетполный экономический КПДЛ-г|,ЛотнГ|мех-0,026...0,047.(17.11)Как известно из § 15.3, не вся кинетическая энергия падающих частей расходуется на пластическое деформирование заготовки. Часть ее безвозвратно теряется вследствие несовершества самого удара. Это обстоятельство учитываетКПД удара Г|у.Комплексное представление об использовании первичной энергии дает такназываемый эффективный КПДЛз = Г|Г|у.(17.12)Минимальное значение Г|з характерно для жестких ударов при обработкев окончательном ручье штамповочного молота: Г|з = 0,014, максимальное - длязаготовительных переходов объемной штамповки: Г|з = 0,024.17.1 !• Расчет молота при работе на сжатом воздухеили перегретом пареДля сжатого воздуха и перегретого пара адиабата расширения-сжатия являкется степенной функцией гиперболического типа: pV = const.
Известно, что прик > 1 кривая такого рода ниспадает к оси абсцисс тем интенсивнее, чем большепоказатель степени.. Поскольку для сжатого воздуха А:= 1,4, а для перегретогопара к= 1,3, при одном и том же падении давления от начального уровня степень расширения оказывается наименьшей у сжатого воздуха, несколько больше у перегретого пара, но самая большая она у влажного пара. Сжатие же на однуи ту же степень вызывает у воздуха самое высокое повышение давления; дляперегретого пара оно несколько меньше.Механическая работа в адиабатическом процессе происходит за счет внутренней энергии газа (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
